Schriftlicher Unterrichtsentwurf am Arbeitsbereich …...Die SuS lernen Schleifen in Scottie Go! zu...

Seminar: Digitale Medien und informatische Bildung (DiMeiB) ~ SS 2019 ~ Dozenten: Marco Thomas und Alexander Best

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Schriftlicher Unterrichtsentwurf am Arbeitsbereich Di-

daktik der Informatik der WWU Münster1

Erstellt von: Nina Ricke

Matrikelnummer:

Mastersemester: 1

Zeitumfang (min): 90

Klasse: 4

Thema der Stunde: Schleifen beim Programmieren - wie können Programme in

Scottie Go! verkürzt werden?

Thema der Reihe: Eine Einführung ins Programmieren mit Scottie Go!

1 Diese Vorlage basiert auf dem Dokument Schriftliche Arbeit mit Kommentar (Stand 03/2013) des Zentrums für schulpraktische

Lehrerausbildung Krefeld (ZfsL), Seminar für das Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen.


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Inhaltsverzeichnis

Schriftliche Planung des Unterrichts 3

1. Ziele und angestrebte Kompetenzen 3

2. Didaktische Schwerpunkte 7

3. Artikulationsschema 14

Literaturverzeichnis I

Abbildungsverzeichnis I

Anhang II

Versicherung XVI

Verwertungsrecht XVI


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Schriftliche Planung des Unterrichts

1. Ziele und angestrebte Kompetenzen

Ein operationalisiertes Stundenziel/Kernanliegen mit Indikator: Die Schülerinnen und Schüler (SuS) sind in der Lage, die Funktion von Schleifen nachzuvollzie-

hen und an einem analogen Beispiel korrekt anzuwenden. Sie können Schleifen in eigene Pro-

grammierungen sinnvoll einbauen und die Programme passend schreiben.

Sie zeigen dies, indem sie die Programmierung der einzelnen Schritte in Scottie Go! möglichst

kompakt halten, um die Level zu lösen. Sie beschreiben die Funktionen von Schleifen (z.B. Ver-

besserung der Darstellungsform, Vermeidung von Fehlern, etc.) und können außerdem wieder-

holten Handlungen in einem Level richtig zeigen, die Bausteine zur Programmierung von Schlei-

fen nutzen und kompliziertere Programmierungen in Scottie Go! und analogen Beispielen somit

komprimieren.

Drei bis fünf operationalisierte Teilziele mit Indikatoren: Die SuS erkennen, dass die Programmierung jeder einzelnen, wiederholten Handlung lang-

wierig und arbeitsaufwendig ist. Sie äußern Ideen, die zu einer Vereinfachung der Program-

mierung führen können. Dazu gehört das Erkennen von Wiederholungen der Teilschritte

(Einstieg).

Die SuS erarbeiten sich die Funktionen von Schleifen in der Programmierung (Verkürzen,

übersichtliche Darstellung, Vermeidung von Fehlern) und erkennen Wiederholungen von

Handlungen (AB 1 und 2).

Die SuS lernen Schleifen in Scottie Go! zu programmieren und an den richtigen Stellen ein-

zusetzen (AB3, Arbeit mit dem Spiel).

Die SuS wissen, welche Befehle sie innerhalb und außerhalb der Schleife setzen müssen, um

nur die notwendigen Schritte zu wiederholen.

Die SuS können das Gelernte auf andere Beispiele übertragen und längere Programme ver-

einfachen und komprimieren.


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Geförderte Kompetenzbereiche: Scottie Go! Ist ein für Kinder entwickeltes Spiel, um erste Erfahrungen im Programmieren zu

vermitteln. Die hier dargestellte Stunde soll dazu beitragen, ein grundlegendes informatisches

Verständnis der SuS auf- und auszubauen. Dazu soll sich an mathematischen und informatischen

Kompetenzen orientiert werden, die zur Förderung eines mathematischen Bezugs der SuS beitra-

gen. Unterschieden wird dabei in prozess- und inhaltsbezogene Bereiche, die miteinander arbei-

ten, um informatische Fähigkeiten und Fertigkeiten zu entwickeln und zu fördern. In den Pro-

zessbereichen der Gesellschaft für Informatik werden fünf Kompetenzbereiche aufgeführt, die zu

einem erfolgreichen Aufbau und Nutzen der Informatik beitragen. Dieser Bereich umfasst das

Modellieren und Implementieren, Begründen und Darstellen, Strukturieren und Vernetzen, Kom-

munizieren und Kooperieren, sowie das Darstellen und Interpretieren(GI19, 7ff.). Auf Inhalts-

ebene umfasst die Algorithmen, Sprache und Automaten, Informationen und Daten, Informatik-

systeme und Informatik, Mensch und Gesellschaft. Viele dieser Kompetenzbereiche werden in

der dargestellten Stunde aufgegriffen.

Die Stunde setzt sich nicht nur den Erwerb informatischer Kompetenzen als Ziel, sondern soll

auch bereits vorhandene, mathematische fachlich- und inhaltsbezogene Kompetenzen (KMK05,

7f.) vertiefen und ausbauen, insbesondere aus dem Bereich „Raum und Form“ (KMK05, 9ff).

Hierdurch sollen folgende Kompetenzen gefördert werden: Die Kinder erarbeiten sich spielerisch-entdeckend grundlegende Fertigkeit im Programmieren,

wie bereits erwähnt, werden dabei Kompetenzen aus verschiedenen Bereichen der Mathematik

(KMK05) und Informatik (GI19) entwickelt und gefördert. Es ist noch einmal darauf hinzuwei-

sen, dass eine strikte Trennung zwischen Prozess- und Inhaltsbereichen nicht möglich ist und

diese sich gegenseitig bedingen (GI19, 7). Trotzdem soll zur eindeutigeren Darstellung zwischen

den Bereichen unterschieden werden.

Inhaltsbereich Informatik (GI19, 13ff.)

Algorithmen

Die SuS entwickeln und vertiefen Kompetenzen im Bereich der Algorithmen, Dabei entwerfen,

realisieren und testen sie diese unter der Verwendung von Grundbausteinen, wie Wiederholun-

gen. Sie können verschiedene Algorithmen für die gleiche Situation formal darstellen, verbessern

und unter der Verwendung von Fachsprache vergleichen. Sie entwickeln Informatiksysteme und

können diese programmieren.

Sprachen und Automaten

Die SuS befassen sich mit formaler Programmiersprache indem sie Fachbegriffe, wie „Schleife“,

„Wiederholung“ oder „Programmierzeile“ kennenlernen, verwenden und kommunizieren. Sie

steuern Scottie durch ihre Programmierung.

Informatiksysteme

Die SuS können grundlegende, allgemeingültige Beschreibungen der Funktion von Arbeitswesen

angeben. Sie erkennen das EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) in ihrer Arbeit mit

Scottie Go! und können die Darstellung des Programms mit den Bausteinen auf Scotties Weg

und die digitale Darstellung übertragen.

Inhaltsbereich Mathematik

Raum und Form

Im Allgemein-mathematischen Bereich werden besonders geometrische Kompetenzen aus dem

Bereich Raum und Form aufgegriffen. Die SuS lernen sich im Raum zu orientieren, in dem sie


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den Weg des Levels erst nachvollziehen müssen, um dann Scotties Bewegungen darauf zu über-

tragen. Sie bewegen die Figur in der Vorstellung, können räumlichen Beziehungen erkennen und

beschreiben und verwenden räumliches Vorstellungsvermögen (KMK05, 10). Die SuS drehen

Scottie in die richtigen Richtungen und können auch darüber entscheiden, welcher Weg der kür-

zeste ist, um das Level abzuschließen. Sie werden in ihren visuellen Wahrnehmungsfähigkeiten

gefördert (Ra91, 15ff.)

Prozessbereich Informatik

Modellieren und Implementieren

Die SuS erstellen informatische Modelle anhand der Bausteine aus Scottie Go!. Sie benutzen

dazu die bekannten Steine und verwenden die Tablets korrekt. Sie können außerdem die ver-

schiedenen Lösungen unter und ohne Verwendung von Schleifen vergleichen, verbessern und so-

wohl auf analoge, als auch digitale Beispiele übertragen. Am Ende der Stunde können sie reflek-

tiert erläutern, welches Programm das effektivere ist.

Begründen und Bewerten

Die Kinder können begründen, warum es sinnvoll ist, Schleifen in Programmen zu verwenden

und bewerten verschiedene Programme hinsichtlich ihrer Korrektheit und Kompaktheit. Sie kön-

nen fehlerhafte Programmierungen verbessern und erkennen, welche Programmierung den besse-

ren Weg darstellt. In diesem Sinn sollen sie die eingeführten Fachwörter benutzen und lernen

ebenfalls die Kriterien für die Programmierung von Schleifen kennen, die schließlich zur Bewer-

tung beitragen.

Strukturieren und Vernetzen

In den vergangenen Sitzungen haben die SuS Vorerfahrungen zu Scottie Go! und der Arbeit mit

Tablets, etc. gesammelt. Sie verknüpfen neu erworbenes Wissen mit bereits bekannten und ver-

bessern so ihre Programmierfähigkeiten und werden sicherer im Umgang mit Tablets. Sie greifen

bei der Erarbeitung des Themas Schleifen auf ihre Kenntnisse zurück und unterstützen dabei ih-

ren eigenen Lernprozess. Dies geschieht besonders mittels der Arbeit mit Scottie Go!, da die SuS

immer wieder auf bekannte Bausteine zurückgreifen müssen.

Kommunizieren und Kooperieren

Durch die Arbeit in Gruppen, mit Partnern, sowie im Plenumsgespräch werden ebenfalls soziale

und kommunikative Fähigkeiten gefördert. Dabei erklären sie sich gegenseitig ihre Lösungen un-

ter Verwendung der Fachsprache, unterstützen sich bei der Entwicklung ihrer Programme und

überlegen und reflektieren gemeinsam über die Funktion von Schleifen in der Informatik. Die

Kooperation fördert außerdem das Klassenklima und die gegenseitige Rücksichtnahme, sowie

Empathie, dass die gesamte Klassengemeinschaft in angenehmer Atmosphäre lernen kann.

Darstellen und Interpretieren

Die SuS üben sich außerdem unter Verwendung von Fachbegriffen so auszudrücken, dass jeder

den eigenen Gedankengang und die Lösung nachvollziehen kann und daraus profitiert. Durch die

Präsentation ihrer Ergebnisse interpretieren sie verschiede Lösungswege und vergleichen die

Darstellungen miteinander. Dies machen sie sowohl in verschiedenen Sozialformen, als auch un-

ter der Verwendung analoger und digitaler Beispiele.

Prozessbereich Mathematik Obwohl sich einige Bereiche der Informatik und Mathematik überschneiden, gibt es zusätzliche

Aspekte, die in dem Prozessbereich der Mathematik anders dargestellt werden und andere

Schwerpunkte setzen. Daher soll auf diese separat eingegangen werden.


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Problemlösen/kreativ sein

In diesem Bereich geht es darum, Strategien zu entdecken, um Aufgaben zu lösen. Sie lösen die

Level mit den Strategien möglichst eigenständig und wenden die Hilfen, die ihnen u.a. durch die

App vorgegeben werden zu nutzen. Die SuS können außerdem ihre Strategien auf andere Aufga-

ben in analoger und digitaler Form übertragen und mögliche Anwendungen für ihre Strategien

entdecken.

Weitere Kompetenzen

Durch die Gruppen- und Partnerarbeit entwickeln die SuS außerdem soziale Kompetenzen und

erfahren, dass man auf einander Rücksicht nehmen und sich gegenseitig helfen muss. Sie unter-

stützen sich gegenseitig im Lernprozess und gehen auf die Vorschläge ihrer Mitschüler*innen

ein. Das Legen der Bausteine aber auch die Arbeit mit den Tablets verlangen motorische Fähig-

keiten und ein gewisses Feingefühl. Zum Beispiel lernen die Kinder, dass ein präzises aber sach-

tes Antippen des Bildschirms zur Steuerung ausreicht. Die Bausteine müssen relativ passend an-

und ineinander gelegt werden, damit die App das Programm lesen kann. Zahlen müssen den pas-

senden Zeilen zugeordnet werden und dürfen nicht dazwischen liegen. Auch Kompetenzen im

genauen, ordentlichen und verantwortungsvollen Arbeiten werden vermittelt. Damit die App die

Bausteine übersetzen kann, dürfen keine weiteren Bausteine als die notwendigen auf dem Spiel-

brett sein, da sonst das Programm ungenau werden könnte. Die Kinder müssen einen Überblick

über die Steine behalten, damit das Spiel spielbar bleibt. Ein sorgfältiger Umgang mit den Tab-

lets wird ebenfalls verlangt.


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2. Didaktische Schwerpunkte

Die Stunde für eine vierte Klasse einer regulären Grundschule konzipiert und ist aus-

gelegt auf einen zeitlichen Umfang von 90 Minuten, eine Doppelstunde. Die Klassen-

gemeinschaft ist heterogen, weswegen von verschiedenen Lernvoraussetzungen und

individuellen Bedingungen ausgegangen werden muss. Individuelle Förderung, Dif-

ferenzierungen und Hilfestellungen werden teilweise nötig sein und müssen in der

Unterrichtsplanung bedacht werden. Dies ist z.B. durch Gruppen(tisch)bildung mög-

lich aber auch das Arbeitsmaterial erlaubt eine natürliche Differenzierung. Kompe-

tenzen im Lesen und Schreiben sind Grundvoraussetzung, um der Stunde folgen zu

können und maximale Lernerfolge zu erzielen.

Die Stunde ist Teil einer Informatikreihe, die ca. ein Quartal umfassen soll. Die SuS

befassen sich in dieser Unterrichtsreihe mit dem Umgang mit Computern und Tablets

und erhalten erste Eindrücke in die Computersprache und das Programmieren. Im en-

geren Zusammenhang ist die Stunde in das Thema „Eine Einführung in die Program-

mierung mit Scottie Go!“ anzusiedeln und ist die dritte Einheit dieses Themas. In

vorigen Doppelstunden haben sich die SuS mit den Grundzügen des Spiels verfasst

und können die Level mit bekannten Bausteinen lösen. Sie haben zudem bereits Kom-

petenzen im Umgang mit PCs und Tablets erworben und wissen wie man Apps startet,

schließt und bedient. Im allgemeinen Umgang mit Tablets, sind sie in der Lage Fotos

und Screenshots zumachen und auf diese zuzugreifen. Aufgrund der Arbeit mit Tab-

lets und der experimentellen und offenen Arbeitsmöglichkeiten, ist die Motivation

sehr hoch.

Zu Beginn des Projekts Scottie Go! haben die Kinder eine Mappe bekommen, die

Informationen zu den wichtigsten Bewegungen und Bausteinen in dem Spiel erhält.

Für jede Stunde kommen Erklärungen zu den neu erworbenen Bausteinen auf Ar-

beitsblättern hinzu. In die Mappe werden ebenfalls alle ausgeteilten Arbeitsblätter

eingeheftet, sodass die Kinder am Ende des Projekts eine Zusammenfassung über ih-

ren Lernfortschritt haben und in den einzelnen Sitzungen sich dort Hilfe holen kön-

nen.

In jeder Stunde sitzen die Schüler an Tischgruppen und arbeiten immer in den glei-

chen Gruppen, sodass die Stunde organisatorisch entlastet werden kann. Die Klein-

gruppen bestehen aus je 3 SuS (nach Möglichkeit), bei der immer ein Kind der Foto-

graf, ein Kind der Leger der Bausteine und ein Kind Spielkasten- und Zeitwart ist.

Die Aufgaben rotieren pro Sitzung, sodass alle Kinder während der Erarbeitung be-

schäftigt sind und jeder mit allen Aufgaben mal betraut wurde. Pro Sitzung wird ein

Protokoll ausgefüllt, sodass das Thema festgehalten werden kann und die Übersicht

bleibt, wer welche Aufgabe übernimmt. Alle auftretenden Sozialformen und Arbeits-

phasen sind den Kindern aus vorigen Stunden und Fächern bekannt, was die Organi-

sation ebenfalls erleichtert.

Aus der Unterrichtsplanung geht hervor, dass ein Klassensatz an Tablets und Scottie

Go! Spielen verfügbar sein muss, sodass die Kinder höchstens zu dritt die Aufgaben

lösen können. Größere Gruppen könnten für mehr Unruhe sorgen, da die Aufgaben

nicht mehr fair verteilt werden können.

Lehr- und

Lernausgangs-lage

der SuS

Scottie GO! ist ein Spiel der Netictech S.A. um die Grundlagen des Programmierens

und Codierens an Kinder ab einem Alter von 6 Jahren zu vermitteln. Das Spiel bedient

sich an einer vereinfachten Programmiersprache, die den Kindern dabei hilft, eigene

Informatiksysteme zu entwickeln, nachzuvollziehen und umsetzen zu können. Die

Bausteine sind einfach zu erkennen und für die SuS leicht verständlich einzusetzen.

Begrenzte Sachanalyse

des U.- gegenstandes


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Durch diese didaktische Reduktion wird Syntaxfehlern in der Programmierung ent-

gegengewirkt und die Kinder können schnell Erfolge und Fortschritte im Spielverlauf

verzeichnen (Wa18, 9). Scottie Go! Führt in die wichtigsten Programme detailliert

und kindgerecht ein, sodass Fachbegriffe und Funktionen deutlich werden und nach-

vollziehbar sind. Dazu setzen die Entwickler auf eine Kombination zwischen ana-

logem Spielbrett und digitaler Spielwelt.

Scottie ist ein Außerirdischer, der nach einem Unfall mit seinem Raumschiff auf der

Erde gelandet ist. Sein Ziel ist es alle Teile des Raumschiffs wieder zusammen zu

bekommen. Diese sind auf der ganze Erde verteilt. Scottie muss alle Kontinente (Mo-

dule) abreisen und Aufgaben erfüllen, um die Teile zu sammeln. Jedes Modul ist the-

matisch auf wichtige Bausteine der Programmierung ausgelegt und umfasst bis zu 10

Level, wobei die Schwierigkeit der notwendigen Programme ansteigt und die Pro-

grammierungen komplexer werden. Die SuS sehen in der App die Level, die sie lösen

müssen. Scottie muss dabei immer einen Weg laufen und Aufgaben erledigen. Diese

gilt es mit Hilfe von Bausteinen analog aufzufassen. Auf den Bausteinen stehen Ak-

tionen, Zahlen oder Figuren, sowie dazu gehörende QR-Codes. Die Bausteine werden

in der Reihenfolge der notwendigen Ausführung aneinander gereiht und fotografiert.

Die App übersetzt nun die QR-Codes auf den Steinen und Scottie bewegt sich. Zwar

sollen alle Kinder möglichst ein eigenes Spiel zur Verfügung haben, jedoch lässt es

auch Partner- oder Kleingruppenarbeit zu.

Scottie Go! ermöglicht eine langsame, komplexer werdende Auseinandersetzung mit

Grundelementen der Programmierung, die schließlich dazu führt, dass Kinder verste-

hen, was hinter ihren Computerspielen, etc. steckt. Eine Thematisierung relevanter

Begriffe und Funktionen im Unterricht lässt sich, angelehnt an das Spiel, gut auftei-

len. Nachdem die SuS bereits die Grundbewegungen, wie Schritt, Drehung und Auf-

heben, gelernt haben, soll es in dieser Stunde um die mehrfache Wiederholung von

Programmzeilen gehen, ohne dabei jede Aktion erneut anzuhängen. Viele Kinder

werden die „basics“ des Spiels schnell verstanden haben. Die Verwendung von

Schleifen und deren Funktion stellt in dieser Stunde den Schwerpunkt dar und ist als

Lernzuwachs gesetzt. So werden auch die Kinder gefordert, denen das bisherige Pro-

grammieren besonders leicht viel. Zunächst wird nur die einfache „while“- Schleife

eingeführt. Diese sorgt dafür, dass eine Kombination von Bausteinen solange wieder-

holt wird, wie sie gebraucht wird. Die Kinder lernen in dieser Stunde, dass alle Hand-

lungen, die Scottie wiederholen soll, sich in der Schleife befinden müssen und alles

was einmalig ist außerhalb anzuordnen ist. Dazu befassen sie sich mit theoretischen

Grundlagen zu dem Thema, erfahren wie das Programm aufgebaut werden muss und

erhalten durch die verschiedenen Level die Möglichkeit zu üben und das Gelernte zu

vertiefen. Durch den explorativen Umgang ohne großartige Kontrolle seitens der

Lehrperson und die Arbeit mit dem Tablet, bleibt die Motivation erhalten. Das Spiel

verlangt die Programmierung möglichst kompakter und präziser Programme. Die

kompakteste Programmierung für den kürzesten Weg erhält drei und drei möglichen

Sternen. Wurde ein komplizierter oder indirekterer Weg entwickelt, so werden weni-

ger Sterne verteilt. Die Kinder bekommen auf diese Art ein direktes Feedback zu ihrer

Programmierung und Hinweise darauf, wie und wo sie das Programm noch verbes-

sern können. Trotzdem gilt das Level als bestanden, wodurch eine natürliche Diffe-

renzierung ermöglicht wird, bei der alle SuS erfolgreich sein können. Eine gemein-

same Reflexion der Ergebnisse und die Übertragung auf ein analoges Beispiel im Ple-

num unterstützt die Verarbeitung des Gelernten. Im Verlauf der weiteren Level und

Module wird das Thema Schleifen immer wieder aufgegriffen, gefordert und ausge-

baut, sodass weitere Schleifentypen vermittelt werden. Durch den langsamen Stufen-

aufbau wird das komplexe Thema Schleifen didaktisch reduziert und ermöglicht ei-

nen verständlicheren Zugang.


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Da das Thema Schleifen und Wiederholungen kognitiv anspruchsvoll ist, ein gutes

Vorstellungsvermögen und ein vernetztes Denken erfordert, wurde auch der Einstieg

und die Entwicklung eher kleinschrittig gewählt. Dadurch können sich die Kinder

intensiver mit dem Thema befassen und die Inputteile werden reduziert. Offene Fra-

gen sollen so möglichst beantwortet werden, um die weitere Auseinandersetzung mit

Schleifen einfach zu gestalten und das Stundenziel, die Erarbeitung der Funktion von

Schleifen und Wiederholungen in Informatiksystem zu erreichen.

Ein Vorteil des Spiels ist, dass alle bereits eingeführten Handlungen im Verlauf im-

mer wieder auftreten und verwendet werden müssen. Sie bleiben immer relevant. Da-

rum müssen sich die SuS jeder Zeit über alle Möglichkeiten der Bewegungen von

Scottie und anderen Figuren bewusst sein. Sollte ein Programm nicht zum gewünsch-

ten Ziel führen, so verweist die App auf die Programmzeile, in der der Fehler liegt.

Sollten die SuS aber die Lösung nicht finden, so helfen die ergänzenden Tippkarten

dabei ihre Programmierung zu überprüfen. Die Bilder der Bausteine auf dem Bewe-

gungs-AB und die Ausformulierung der Bausteine auf den Tippkarten unterstützen

bei der Zuordnung von Bewegung und Baustein und bestätigen die Reduzierung der

Programmiersprache. Abschließend bleibt zu sagen, dass Scottie Go! Kindern eine

altersgerechte, explorative Auseinandersetzung mit dem Thema Programmieren bie-

tet.

Wie bereits erwähnt geht die Stunde auf einige inhalts- und prozessbezogene Kom-

petenzbereiche der informatischen Grundbildung in Grundschulen ein. Diese werden

in den KMK-Beschlüssen (KMK05) und den GI-Richtlinien (GI19) aufgeführt. Kin-

der sollen eine informatische Selbstkompetenz entwickeln und sich den Alltag

dadurch erschließen können (GI19, 1). Ein kompetenter Umgang mit Medien in der

„digitalen Welt“ ist notwendig, um sich der Macht dieser bewusst zu sein (Wa18, 8),

sie erfahren durch den Informatikunterricht was hinter der Technik steckt (Dz18, 24).

Die Arbeit mit Scottie Go! entwickelt nicht nur Kompetenzen auf informatischer

Ebene, sondern auch auf allgemein-mathematischer Ebene werden in dieser Stunde

und in der generellen Arbeit mit dem Spiel Fähigkeiten und Fertigkeiten aufgebaut.

Besonders das Vorstellungsvermögen und das Erkennen und Beschreiben räumlicher

Beziehungen wird sowohl zu Beginn und am Ende der Stunde anhand des analogen

Roboterspiels und in der Erarbeitungsphase durch die gedankliche Bewegungen der

Figuren aufgegriffen. Visuelle Wahrnehmungsfähigkeiten (Ra91, 15ff.) werden ge-

fördert.

Während der gesamten Stunde setzen sich die SuS mit prozessbezogenen Kompeten-

zen aus der Informatik und Mathematik auseinander (GI19, KMK05). Sie müssen

Probleme lösen, Zusammenhänge erkennen, überprüfen und übertragen. Dabei sollen

sie Algorithmen verwenden, die den Prozess unterstützen. Sie kommunizieren mit

anderen Kindern über die Aufgaben und verwenden dabei die eingeführten Fachbe-

griffe, beschreiben die eigene Lösung, reflektieren diese aber verstehen auch die Lö-

sungen anderer Gruppen (u.a. Erarbeitungsphase, Präsentation, Reflexion). Sie müs-

sen Begründungen finden, warum die Verwendung von Schleifen sinnvoll ist und das

Programm vereinfachen. In diesem Zusammenhang müssen sie auch Erklärungen von

Mitschüler*innen nachvollziehen können (Bereich Argumentieren). Ebenfalls der

Bereich Darstellen wird angerissen, in dem die SuS in der Präsentation in den Groß-

gruppen die Lösungsdarstellungen vergleichen und vom Analogen ins Digitale Über-

tragen nachvollziehen müssen.

Auf inhaltlicher Ebene setzen sich die SuS in allen Aufgaben besonders mit Algorith-

men und der Programmierung dieser auseinander. Sie müssen diese darstellen, ent-

Legitimation des Vorhabens

durch curriculare

Vorgaben


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werfen und testen (Erarbeitung mit Scottie Go!) und befassen sich mit den Grundbau-

steinen (AB 3, Erarbeitung). Sie verwenden die eingeführte Fachsprache in der Kom-

munikation mit Mitschüler*innen und lernen neue Begriffe (z.B. AB1). Die aufge-

griffenen Kompetenzen dieser Stunde dienen als Grundlage für spätere Sitzungen

aber auch, um einen sicheren Umgang mit Medien aufzubauen.

Das alltägliche Leben spielt sich immer mehr digital ab. Nicht nur für Erwachsene

gilt dies, sondern auch Kinder werden viel früher mit Medien konfrontiert und setzen

sich mit Smartphones und Tablets auseinander. Dabei ist es wichtig, dass die Kinder

nicht zu „passiven Konsumenten“ werden, sondern sich bewusst mit den Medien aus-

einandersetzen, die ihnen täglich nicht nur außerhalb der Schule, sondern vermehrt

auch im Unterricht, begegnen (Dz18, 21). Besonders Online- und Computerspiele

nehmen in der Freizeitgestaltung der Kinder einen großen Platz ein (MPFS19, 15).

Daher ist eine Reflexion darüber, wie solche Spiele entstehen angebracht und kann

durch Scottie Go! vermittelt werden. Da Informatiksysteme immer mehr verdeckt ar-

beiten aber die Informationen, die wir erhalten noch stärker beeinflussen, ist es sinn-

voll bereits in der Grundschule mit der informatischen Bildung anzufangen, um den

Anschluss und das Interesse am Thema nicht zu verpassen. Da es die Aufgabe der

Grundschule ist, die SuS in ihren Interessen zu unterstützen aber auch eine bewusste

Teilhabe am Leben zu ermöglichen, begründet sich die informatische Bildung ab der

Schuleintrittsphase (GI19, V).

In den weiterführenden Schulen wird Informatik als Wahlpflichtfach erneut aufge-

griffen und Inhalte vertieft (MSB19). Besonders im Bereich der Algorithmen und

Programmierung von Informatiksystemen verschafft Scottie Go! ein Vorwissen, auf

dem sehr gut aufgebaut werden kann. Die Thematisierung in der Grundschule kann

das Interesse an Informatik, auch bei Mädchen, wecken und aufrechterhalten, sodass

eine viertiefte Auseinandersetzung möglich ist. Nicht nur die weitere Schullaufbahn,

sondern auch Vorteile mit Medien und Informatiksystemen im Alltag können sich aus

der informatischen Bildung in der Grundschule und aus der Auseinandersetzung mit

dem Programmieren in Scottie Go! ergeben. Die Begriffe Schleifen und Wiederho-

lungen gehören zu den Fachtermini des Programmierens und finden sich in Program-

mierungen des Alltags wieder (z.B. Ampelkreuzungen). Die Verwendung kann dabei

helfen, dass die Programme übersichtlicher werden und Fehler vermieden werden.

Man muss Teilschritte nur einmal anführen, was verhindert, dass Flüchtigkeitsfehler

begangen oder Wichtiges übersehen wird. Man braucht weniger Zeilen und die Pro-

grammierung geht einfacher. Die Verwendung von Schleifen ist zwar ein kognitiv

anspruchsvolles Thema, fordert die Kinder aber und kann so die Entwicklung ihrer

Programmierfähigkeiten und das Verständnis von Informatiksystemen unterstützen.

Relevanz für die SuS

Die Stunde zielt darauf ab, den SuS Kompetenzen im Bereich der Programmierung

von Schleifen und Wiederholungen zu vermitteln, um so eigene Programme effekti-

ver und zeitlich weniger aufwändig darzustellen. Alle Phasen des Unterrichts sind

darauf ausgelegt, die SuS bestmöglich zu unterstützen und die Inhalte des im Verhält-

nis relativ komplexen und kognitiv anspruchsvollen Themas zu präsentieren, sodass

ein maximaler Lernzuwachs festgestellt werden kann. Dazu ist die Stunde in verschie-

dene Phasen eingeteilt, die zunächst zur kognitiven Aktivierung und Motivation bei-

tragen, bevor das neue Thema theoretisch und praktisch erarbeitet wird. Abschließend

wird der Wissenszuwachs reflektiert und gesichert. Kleinere Zwischenphasen sollen

den SuS helfen einen Überblick über die Stunde zu erhalten und ihnen die Inputpha-

sen erleichtern. Eine gute Strukturierung einer Unterrichtsstunde sorgt für eine opti-

male Nutzung der aktiven Lernzeit und eine angenehme Unterrichtsatmosphäre

(Oh16, 118f.)

Begründung der wichtigsten

Entscheidungen des

geplanten Unterrichts


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Zu Beginn trifft sich die Klassengemeinschaft im Sitzkreis. Dies symbolisiert zu-

nächst den Übergang zur nächsten Stunde und soll ebenfalls den Fokus der SuS auf

das neue Thema lenken. Durch ein analoges Roboterspiel, bei dem ein Kind ein vor-

gegebenes Programm ausführen muss, wird das benötigte Vorwissen für die kom-

mende Stunde angeregt und die Kinder sind motiviert, da das Roboterspiel ihnen be-

reits bekannt ist und als lockeren Einstieg in die Stunde dient. Eine kognitive Akti-

vierung findet statt (Oh16, 118). Durch die ständige Wiederholung der immer glei-

chen Sequenz (Schritt 2-Drehen nach links-drehen nach rechts-Schritt -2), wird den

Schülern schnell das Thema der Stunde bewusst. Die Darstellung der Schrittanzahl

kann dabei variieren, um die Darstellungsmöglichkeiten zu rekapitulieren. Nach dem

Spiel soll nun das Thema explizit gemacht und die Forscherfrage für die Stunde for-

muliert werden. Dabei können die Kinder verschiedene Ideen äußern, die an der Tafel

festgehalten werden. Gemeinschaftlich werden das Thema und die Fragen ausformu-

liert und verschriftlicht. Dies dient zum einen dazu, dass die Kinder während der

Stunde immer darauf zurück kommen können und den Fokus nicht verlieren (Mö16,

58), zum anderen kann so leichter das Titelblatt der Stunde (s. Anhang) ausgefüllt

werden. Außerdem wird die Möglichkeit geboten, am Ende der Stunde auf die Fragen

und Ideen zurückzukommen und Antworten zu finden. Die Kinder gehen zurück an

ihre Plätze und die Gruppen. Erst nachdem alle wieder sitzen, werden die ABs für

diese Stunde ausgeteilt. Dies geschieht kollektiv, damit die SuS nicht die neuen Auf-

gaben schon anschauen können, während ihre Partner/Gruppen noch arbeiten und

nicht zwischendurch aufstehen müssenn. So wird unnötiger Unruhe vorgebeugt und

die aktive Lernzeit wird so unterstützt (Oh16, 117ff.). Um nach dem Plenumsgespräch

und dem Spiel wieder etwas Ruhe in die Klasse zu bekommen, soll zunächst in EA

(Einzelarbeit) ein Text gelesen werden, in dem das Thema verdeutlicht und theore-

tisch vermittelt wird. Dadurch wird ihnen der Sinn von Schleifen vor Augen geführt,

was bei dem praktischen Teil der Stunde helfen kann. Die Kinder fokussieren sich

mittels dessen auf das Thema. Da es sich um eine vierte Klasse handelt, bei der Kom-

petenzen der Schriftsprache vorausgesetzt sind, wurde darauf verzichtet die Aufgaben

laut vorzulesen und zu besprechen. Die SuS wissen, dass sie Fragen mit ihren Sitz-

nachbarn oder die Lehrperson klären dürfen.

Auf dem zweiten AB geht es zunächst darum, Handlungen und Häufigkeit der Wie-

derholung zu erkennen und diese beschreibend unter Verwendung der Fachtermini

(Schritt 2, etc.) zu verschriftlichen. Sie müssen dazu auch die Bausteine „Start“ und

„Ende“ beschreiben, obwohl diese nicht auf dem AB zu sehen sind. So verstehen, sie

dass eine exakte Programmiersprache notwendig ist, um ein Programm zum Laufen

zu bringen (s.h. Erwartungshorizont). Als Hilfen dienen sowohl dabei, als auch in den

folgenden Aufgaben und Erarbeitungsphasen, die Hilfe-ABs in der Informatikmappe,

so wie die passenden Tippkarten für diese Stunde (auf die Tippkarten wird nach der

ersten Zwischenreflexion explizit verwiesen, da sie erst dann relevant werden).

Das dritte AB soll in die Praxis des Programmierens einführen und zeitgleich die ei-

genständige Programmierung rekapitulieren. Dies dürfen die SuS in EA oder PA

(Partnerarbeit) bearbeiten. So wird den SuS Verantwortung übertragen, was wichtig

für eine informatische Selbstkompetenz ist (GI19, 1). Zunächst werden die neuen

Bausteine vorgestellt und kurz erläutert. Im Anschluss sollen die neuen Steine in ein

Programm eingebaut werden. Dabei beziehen sich die SuS auf das selbe Level. So

können sie Unterschiede in den Programmierungen erkennen (z.B. mehr Programm-

zeilen, mehr Bausteine, etc.). Um sich der Lösung zu vergewissern, übertragen die

Kinder ihre Skizze und unter Verwendung der Bausteine und der Tablets können sie

das erste Level lösen. Dieses AB schafft somit eine Verbindung zwischen Bekannten

und Neuem. Obwohl sich die Länge der Programme nicht unterscheidet, ist dieses

bewusst als Ausgangspunkt gewählt. Da es das erste Level des Moduls ist, muss es


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erst freigespielt werden. Es dienst daher hauptsächlich darin Unterschiede zu verdeut-

lichen. Die verschiedenen Längen werden im späteren Teil der Stunde deutlicher her-

ausgearbeitet.

Die Zwischenreflexion wurde eingebaut, um die Lernausgangslage auf alle Kinder

anzupassen und den Start in die intensive Arbeit mit Scottie Go! zu erleichtern (Mö16,

57f). Es ist möglich, dass noch nicht alle Kinder Wiederholungen entdeckt haben und

in ihre Programme einbauen können. Die Lehrperson verschafft sich durch die Zwi-

schenreflexion einen Überblick über die Ausgangslage ihrer SuS und weiß, welche

Gruppe sie gegebenenfalls intensiver unterstützen muss. Weiterhin bekommen die

Kinder so die Möglichkeit Fragen zu stellen oder Lücken, die sich bereits jetzt erge-

ben haben, aufzuarbeiten, sodass die folgende Erarbeitungsphase möglichst reibungs-

los verlaufen kann. Dies unterstützt auch der Verweis auf die Tippkarten. Um Unru-

hen zu vermeiden und Zeit zu sparen bleiben die Kinder bei der Zwischenreflexion

auf ihren Plätzen.

Die Erarbeitung geschieht in den Gruppen, damit jedes Kind eine „wichtige“ Aufgabe

hat und sich nicht aus dem Prozess zurück ziehen kann, wurden den Kindern die ver-

schiedenen Aufgaben zugeteilt. Sie selbst haben den Überblick, wer für was verant-

wortlich ist, wodurch ihnen mehr Verantwortung übermittelt wird und Auseinander-

setzungen vermieden werden, da jedes Kind jede Aufgabe mindestens einmal vertre-

ten muss. Die Lehrperson zieht sich aus dem Prozess weitestgehend zurück. Die Kin-

der haben durch die Tippkarten, etc. genug Hilfe die Levels selbst zu lösen. Sie greift

nur ein, wenn die Kinder selbst damit nicht weiter kommen. Dabei benutzt sie immer

die kleinstmögliche Form von Hilfe. Sie verschafft sich einen Überblick über das Ge-

schehen, um festzustellen, wie weit die SuS kommen. An dieser Stelle findet eine

natürliche Differenzierung statt. Die Gruppen werden unterschiedlich weit kommen

und unterschiedlich gut lösen (Sternesystem der App). Da es darum geht die Grund-

züge der Verwendung von Schleifen zu verstehen, reicht es bereits, die ersten Levels

zu lösen. Die Anzahl der Sterne ist ebenfalls nicht ausschlaggebend. Tatsächlich sind

verschiedene Lösungswege wünschenswert, um Ausgangspunkte für Diskussionen

und Reflexionen zu schaffen. Die SuS machen in diesem Zusammenhang auch von

jedem Programm ein Foto oder Screenshot (besser Screenshot, damit App nicht ge-

schlossen werden muss). Die Erarbeitung wurde auf 25 min gesetzt, um noch genug

Zeit für eine Reflexion und Sicherung zu haben. Diese Zeit reicht wahrscheinlich

nicht aus, den ganzen Kontinent durchzuspielen, allerdings werden die ersten Einbli-

cke entstanden und vermittelt worden sein. Die fehlenden Levels können in Freiar-

beitsphasen oder zu Beginn der nächsten Stunde fertig gespielt werden. Dies ist nötig,

um die weiteren Module freizuschalten.

Die Präsentation der Ergebnisse erfolgt in Großgruppen (2 Kleingruppen) und be-

schränkt sich auf ein Level (Level 3 oder das weiteste Level, das jede Gruppe gelöst

hat). So kann jede Gruppe ihre Lösung präsentieren und es bleibt genug Zeit die Er-

gebnisse zu vergleichen, zu besprechen und auszuwerten. Ruhigeren und schwäche-

ren Kindern wird so die Chance gegeben, sich zu beteiligen, da die Atmosphäre inti-

mer ist. Damit wird zu einem bedeutungsvollen Lernen beigetragen, das für alle Be-

teiligten einen Mehrwert bringt (Oh16, 118). Ideen auch bezüglich der Forschungs-

frage können auf den Notizblättern (s.h. Anhang) notiert werden. Im Plenum werden

die Ergebnisse aus den Großgruppen zusammengetragen. Die abschließende Ergeb-

nissicherung geschieht an Hand des Roboterspiels aus dem Einstieg. Ähnlich wie auf

den AB 2 und 3 sollen die Kinder nun die Unterschiede zwischen den Programmier-

arten erkennen und am Beispiel anwenden. Dazu verbessert ein Kind das Programm

der Lehrperson, ein weiteres führt es aus. Alle Kinder überprüfen, ob alle Schritte

richtig waren. Die Frage danach, ob man die Lehrperson verbessen kann wirkt in dem

Fall motivierend. Aus zeitlichen und praktischen Gründen bleiben die Kinder dieses


13

Mal an ihren Plätzen, da nun eine Abschlussrunde stattfindet, in der die Ergebnisse

der Präsentationen zusammengetragen werden. Die Antworten auf die Forscherfragen

werden ausformuliert und verschriftlicht, so dass die SuS diese abschreiben können.

Später kann darauf zurückgegriffen werden, was bei späterer Thematisierung zum

Thema Schleifen hilfreich sein kann.

Die Hausaufgabe greift die Unterschiede zwischen Programmen mit und ohne Schlei-

fen erneut auf. Die Kinder sollen eine vorgegebene Programmierung auf Fehler un-

tersuchen und vereinfachen. Die Schwierigkeit ist ein bisschen höher gesetzt und um-

fasst zudem das Inkludieren und Exkludieren von Befehlen in einer Schleife. So wirkt

sie entweder rekapitulierend (falls eine Gruppe schon so weit gekommen ist) oder regt

zum Nachdenken an, wenn die Kinder diese Levels noch nicht gelöst haben. Kinder,

die das Thema der While-Schleife schon durchgearbeitet haben, bekommen ein AB,

das in die verketteten Schleifen einführt. Sie sollen selbst überlegen, wie man diese

Programme verkürzt darstellen kann. Da sie diesbezüglich aber kaum Informationen

erhalten, wird keine korrekte Lösung erwartet, sondern nur Ideen, wie die Verkettung

von Schleifen in Scottie Go! umgesetzt werden kann.

Es ist zu erkennen, dass die Hauptphasen des Unterrichts produktiv und auf die Eige-

nerarbeitung der Kinder ausgesetzt sind. Dies liegt daran, dass sich Zusammenhänge

und Inhalte so viel besser verstehen lassen und die Kinder ihre Ideen umsetzten kön-

nen. Frontalunterricht oder mehr theoretische Phasen würden die Motivation bezüg-

lich des spannenden und relevanten Themas senken. Sie lernen so die Funktion von

Schleifen und können diese selbst anwenden und einschätzen, wo diese eingebaut

werden müssen. Zudem können sie das Gelernte auf verschiedene Situationen über-

tragen. Der Lernzuwachs setzt direkt an bereits vorhandenem Wissen an und wächst

in angemessenen kleinen Schritten über die gesamte Stunde hinweg, so dass die SuS

am Ende die Funktion von Schleifen und Wiederholungen verstanden haben und auf

andere Bereiche und Beispiele anwenden können.


14

3. Artikulationsschema2

Dauer

(min)

Unterrichts-

phase

Unterrichtsinhalt Sozial-/

Aktionsform

Materialien/

Me-

dien/Werk-

zeuge

didaktisch-methodischer

Kommentar

10min

Einstieg

Lehrperson (L) wählt einen Schüler (S) als Roboter

aus. Auf einem aus Seilen gelegtem Quadratgitter

ähnlich wie bei Scottie Go! Erhält S Programmieran-

weisungen. L „programmiert“ die gleichen Schritte 3

(Schritt 2 nach links drehen nach rechts dre-

hen Schritt -2). L stellt Frage, was SuS auffällt und

formuliert gemeinsam mit SuS die Forscherfrage der

Stunde „Brauche ich eine Programmierzeile für jede

Bewegung, die Scottie ausführt? Wie kann ich meine

Programmierungen in Scottie Go! Verkürzen? Erste

Ideen werden an der Tafel gesammelt.

Plenum (Sitz-

kreis)

Seile oder

ähnliches für

Quadratgit-

ter (optio-

nal),

Visualizer

Bausteine

aus Scottie

Go! Spiel

Stift/Kreide

(nach Tafel-

form)

SuS sollen so erkennen, dass das

wiederholte Programmieren der

immer gleichen Anweisungen

mühselig ist und lange dauert.

SuS können auf die Idee kommen,

dass man Wiederholungen pro-

grammieren kann oder kennen

diese schon aus voriger Arbeit mit

Scottie Go! Jedes Kind kann mit-

denken. Durch das Sammeln der

Ideen an der Tafel kann in der Si-

cherung auf die anfänglichen Ideen

eingegangen werden und SuS wis-

sen während der Erarbeitung, was

sie untersuchen sollen.

2 Unter der Artikulation wird im didaktischen Kontext die (zeitliche) Abfolge der Unterrichtsphasen verstanden.


15

Dauer

(min)

Unterrichts-

phase


Aktionsform

Materialien/

Me-

dien/Werk-

zeuge


Kommentar

5min

Zwischensiche-

rung

Die Arbeitsblätter werden kurz besprochen, die SuS

bekommen die Möglichkeit offene Fragen und Anlie-

gen zu klären. Die Programmierung einer Schleife an-

hand von Level 1 wird auf Visualizer gezeigt, sodass

jede Gruppe mit der eigenen Programmierung verglei-

chen und kontrollieren kann. Hinweise auf Hilfsmittel

werden gegeben

Plenum Visualizer,

Scottie Go!

Spiel

Tablets,

ABs,

Tippkarten

Hilfsmittel

Die Lehrkraft bekommt so einen

Eindruck davon, ob die Grundlagen

verstanden wurden und kann auf

größere Problematiken eingehen.

Durch das Verweisen auf die be-

reits bekannten Hilfsmittel, kann

die kommende Erarbeitungsphase

reibungsloser ablaufen.

2min

Pause

SuS haben Möglichkeit etwas zu

trinken, Platz etwas aufzuräumen,

etc. Sie können sich auf die kon-

zentrierte, praktische Arbeit ein-

stellen

Lehrkraft kann mit SuS reden, bei

denen sie größere Schwierigkeiten

festgestellt hat.

25min

Erarbeitung

Die SuS arbeiten an den Leveln zur Einführung von

Schleifen im 3. Modul Dabei sollen sie ihre Program-

mierungen kompakt halten, um möglichst viele Sterne

zu bekommen. Ist eine Gruppe mit den Levels durch,

kann sie nicht so gute Level erneut spielen und Pro-

grammierungen verbessern. Die SuS arbeiten zu-

nächst in ihrem Tempo. Von jeder Lösung machen sie

einen Screenshot, um später auf die Lösung zurück-

greifen zu können.

GA Scottie Go!

Spiel

Tablet

Tippkarten

Hilfsmittel

Die Kinder erfahren und vertiefen

so die Verwendung von Schleifen.

Sie verstehen ihre Funktion und

üben das Programmieren von

Schleifen, welche für weitere Level

erforderlich sein wird. Die Kinder

arbeiten in ihren typischen Scottie

Go“ Gruppen, damit die GA nicht

erneut geplant werden muss und die


16

Dauer

(min)

Unterrichts-

phase


Aktionsform

Materialien/

Me-

dien/Werk-

zeuge


Kommentar

Die Lehrperson verschafft sich derweilen einen Über-

blick über den Fortschritt der SuS, um zu entscheiden,

welches Level präsentiert werden kann (Level 3 wird

dabei als Standard gesetzt, kann auf das höchste Level

geändert werden, dass jede Gruppe erreicht hat).

Kinder aufeinander eingespielt

sind. Die Lehrkraft kann individu-

elle Hilfestellungen und Tipps ge-

ben

2min

Vorbereitung der

Präsentation,

Auswertung

SuS öffnen den Screenshot zu Level 3 und bereiten

sich kurz darauf vor, ihre Lösung mit denen einer an-

deren Gruppe zu vergleichen.

GA Tablet

Scottie Go!

Spiel

Die Lehrkraft kann bei Bedarf

Gruppen unterstützen, die mit den

Tablets nicht so sicher umgehen.

7min

Auswertung/

Präsentation

Die SuS finden sich zu Großgruppen zusammen, be-

stehend aus 2-3 Kleingruppen (entsprechend der

Gruppentische in Sitzordnung). Sie vergleichen ihre

Programmierung für Level 3, diskutieren über An-

sätze und reflektieren die Forscherfragen hinsichtlich

ihrer Programmierungen. Sie sollen überlegen, ob und

wie weit sie die Verwendung von Schleifen nützlich

finden und welche Schwierigkeiten sie sehen.

GA in größeren

Gruppen

Tablet

Scottie Go!

Spiel

AB für No-

tizen

Stift

Die Lehrkraft geht rum, hört zu und

kann vereinzelt Denkanstöße ge-

ben. Durch die kleineren Gruppen

ist die Gesprächsrunde geschlosse-

ner und SuS, die sonst eher still

sind, können sicher in privaterer

Atmosphäre ihre Gedanken teilen.

Da nur ein Level verglichen wird,

müssen sich die SuS nur darauf

konzentrieren und eine Konkurrenz

im Leistungsfortschritt vermieden

werden.


17

Dauer

(min)

Unterrichts-

phase


Aktionsform

Materialien/

Me-

dien/Werk-

zeuge


Kommentar

13min

Sicherung

Es wird erneut das Roboterspiel aus der Einstiegs-

phase aufgegriffen. Das Feld ist identisch mit dem aus

der Einstiegsphase. Die SuS bekommen die Frage ge-

stellt, ob sie nun das Programm der Lehrperson ver-

bessern können. Dies zeigen sie, indem sie eine Wie-

derholung einbauen. Ein Kind führt nun das Pro-

gramm aus und das Plenum kann überprüfen, ob ihre

Programmierung stimmt. Im Plenumsgespräch wird

eine Antwort auf die Forscherfragen formuliert und

festgehalten. Kurze Statements einzelner SuS zur

Funktion und Sinnhaftigkeit von Schleifen in der Pro-

grammierung werden eingefangen.

Plenum Visualizer

Scottie Go

Spiel

Spielfeld

Tafel +

Stift/Kreide

(je nach Ta-

felform)

Die Lehrkraft erkennt ob der grund-

legende Gedanke von Schleifen er-

kannt wurde und SuS, die noch

nicht komplett sicher in dem

Thema sind, können durch die fest-

gehaltenen Antworten weiter re-

flektieren.

1min

Hausaufgen

Die Lehrperson verweist auf das Arbeitsblatt auf dem

die Hausaufgabe ist. Abschreiben ins Hausaufgaben-

heft.

Plenum Hausaufga-

ben-AB

Hausaufga-

benheft

Stift

Es gibt 2 Formen von Hausaufga-

ben, die entweder das gelernte ver-

tiefen und wiederholen sollen, so-

dass zur nächsten Sitzung darauf

aufgebaut werden kann oder die

weiter fortgeschrittene SuS bereits

auf eine neue Form von Schleifen

vorbereitet und diese so fordert. Die

Lehrperson entscheidet dies anhand

des Fortschritts und der Arbeit in

der Stunde.


I

Literaturverzeichnis

[Dz18] Dziubany, M. Prorgammieren in der Grundschule? Aber ja!. Grundschulunterricht Mathematik

01/2018. S. 21-24. 2018

[KMK05] Sekretariat der Ständigen Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik

Deutschland (Hrsg.): Bildungsstandards im Fach Mathematik für den Primarbereich, Luchter-

hand Verlag, München und Neuwied, 2005, http://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichun-

gen_beschluesse/2004/2004_10_15-Bildungsstandards-Mathe-Primar.pdf, Stand: 29.08.2019.

[GI16] Gesellschaft für Informatik (GI) e. V. (Hrsg.): Vorlage und Richtlinien für Autoren,

https://gi.de/service/publikationen/lni/, Stand: 29.08.2019.

[GI19] Gesellschaft für Informatik (GI) e. V. (Hrsg.): Kompetenzen für informatische Bildung im

Primarbereich. https://www.informatikstandards.de/docs/v142_empfehlungen_kompetenzen-

primarbereich_2019-01-31.pdf, Stand: 21.08.2019.

[Mö16] Möller, K. Bedingungen und Effekte qualitätsvollen Unterrichts – ein Beitrag aus fachdidakti-

scher Perspektive. In: McElvany, N.; Bos, W.; Holtappels, H.; Gebauer, M.; Schwabe, F.

(Hrsg.): Bedingungen und Effekte guten Unterrichts, Waxmann, Münster, S.43-64. 2016.

[MPFS19] Medienpädagogischer Forschungsverbund Südwest (Hrsg.): KIM-Studie 2018. Kindheit, Me-

dien, Internet. Basisuntersuchung zum Medienumgang 6- bis 13-Jähriger.

https://www.mpfs.de/fileadmin/files/Studien/KIM/2018/KIM-Studie2018_Web.pdf, Stand

27.08.2019

[MSB19] Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen (Hrsg.): Wahlpflicht

Informatik. https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplan/211/34241_WP_In-

formatik.pdf, Stand 27.09.2019

[Oh16] Ohle, A. & McElvany, N. Erfassung von Unterrichtsqualität in der Grundschule. Kognitiver

Anspruch, Strukturierung und Motivierungsqualität. In: McElvany, N.; Bos, W.; Holtappels,

H.; Gebauer, M.; Schwabe, F. (Hrsg.): Bedingungen und Effekte guten Unterrichts,

Waxmann, Münster, S. 117-134. 2016.

[Ra91] Radatz, H. & Rickmeyer, K. Handbuch für den Geometrieunterricht an Grundschulen. Schro-

edel Schulbuchverlag. Hannover. 1991

[Wa18] Walter, D. Programmieren! Auch schon in der Grundschule? Grundschulunterricht Mathema-

tik 01/2018. S.8-12. 2018

Abbildungsverzeichnis

Die Abbildungen sind der App Scottie Go! entnommen und wurden in eigens entwickelte ABs integriert.

http://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2004/2004_10_15-Bildungsstandards-Mathe-Primar.pdf

http://www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2004/2004_10_15-Bildungsstandards-Mathe-Primar.pdf

https://gi.de/service/publikationen/lni/

https://www.informatikstandards.de/docs/v142_empfehlungen_kompetenzen-primarbereich_2019-01-31.pdf

https://www.informatikstandards.de/docs/v142_empfehlungen_kompetenzen-primarbereich_2019-01-31.pdf

https://www.mpfs.de/fileadmin/files/Studien/KIM/2018/KIM-Studie2018_Web.pdf

https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplan/211/34241_WP_Informatik.pdf

https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplan/211/34241_WP_Informatik.pdf


II

Es gibt Handlungen, die sich sehr oft in genau der gleichen Reihenfolge wiederho-

len. Denk doch mal an deinen Schultag. Du kommst morgens in deine Klasse, hast

2 Stunden Unterricht, Pause, Frühstückspause, 2 Stunden Unterricht, Pause, 2

Stunden Unterricht und Schulschluss. Das wiederholt sich jede Woche 5 mal.

Stell dir mal vor du musst deine Schulwoche für ein Spiel programmieren. Für

einen Tag brauchst du 8 Blöcke. Jetzt stell dir vor, du müsstest diese 8 Blöcke

immer wieder aneinander reihen. Kannst du dir vorstellen, wie viele Programmier-

reihen das wären?

Umso eine lange Kette zu vermeiden, benutzt man in der Informatik sogenannte

Schleifen. Schleifen sorgen dafür, dass Programmreihen wiederholt werden kön-

nen. Sie können so die Programmierung verkürzen und vereinfachen. Wichtig ist,

dass sich alles, was wiederholt werden soll, in der Programmierschleife befindet.

Dies zu erreichen ist einfach, denn du benutzt einen Anfangsblock deiner Schleife

und einen Endblock. Alles was sich dazwischen befindet, wird so oft wiederholt,

wie du es programmiert hast und ein neuer Befehl auftaucht. Alles was nicht wie-

derholt werden muss, programmierst du außerhalb der Schleifte. Auch Scottie

muss manchmal die gleiche Handlung mehrmals hintereinander ausführen. Finde

nun heraus, wie du ihn programmieren musst.

Anhang

Arbeitsblatt Schleifen und Wiederholungen 1

1. Lies den Infotext. Finde heraus was Schleifen sind und wofür du sie brauchst.

Unterstreiche Wichtiges (5min).


III

Arbeitsblatt

Schleifen und Wiederholungen 2

2. Guck dir das Bild an. Welche Handlung kann Scottie wiederholen? Wie oft wieder-

holt er sie? Mache Beschreibe seine Handlung, verwende dazu unsere Program-

miersprache (7min).

Scottie wiederholt seine

Handlung ___mal.

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IV

Arbeitsblatt Schleifen und Wiederholungen 3

Das sind deine neuen Steine.

3. Mache eine Programmierskizze für das Level im Bild. In deiner Mappe findest du

ein Beispiel für das Programmieren von Schleifen. Orientier dich daran. Wie müs-

sen deine Zeilen aussehen? (7min)

4. Überprüfe deine Skizze mit deiner Gruppe in der App. Öffnet dazu euren Account

und reist in das erste Level des 3. Moduls (Südamerika). (5min)


V

Thema der Stunde:

Fotograf: ____________________

Leger: ____________________

Kasten-

und Zeitwart: ____________________


VI

Notizen und Mitschriften

aus der Stunde

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VII

Hilfen und Erklärungen

Bewegungen Scottie:

Schritte vorwärts

Schritte rückwärts

drehen

Sachen aufheben

Sachen ablegen

Sachen anschalten

(nicht mit dem Rücken zum Objekt)

Springen (nur vorwärts)

Schwimmen/Drehen auf Biber

(durch Steuerung Biber)

Bewegungen Biber: Schritte vorwärts

Schritte rück-

wärts

drehen

Tipp Zahlen kannst du auch ange-

ben, wenn du + und – verwen-

dest oder die Zahlen aus ein-

zelnen Ziffern zusammensetzt

In den Tutorials kannst du dir

nochmal ansehen, wie die ein-

zelnen Bausteine zu verwenden

sind


VIII

Tippkarten zum Ausschneiden und Platzieren im Klassenraum für

diese Stunde

Hast du den Startbaustein

und den Endbaustein be-

nutzt?

Tippkarte

Hast du eine Zahl an den

Baustein „Schritt“ gehängt?

Hast du die Anzahl der

Schritte richtig gebildet?

Hast du eine Zahl an den

Baustein „Wiederholung“

gehängt?

Hast du den Baustein „Ende

der Schleife oder Bedin-

gung“ benutzt?

Sind alle und wirklich nur

die Handlungen in der

Schleife, die wiederholt

werden sollen?

Tippkarte

Tippkarte Tippkarte

Tippkarte Tippkarte


IX

Hausaufgabe 1

1. Scottie hat ein eigenes Programm geschrieben. Überprüfe das Programm. Sind alle

Programmzeilen richtig und notwendig? Umkreise Fehler in rot und markiere Pro-

grammzeilen die du verkürzen kannst in grün.

2. Hilf Scottie nun sein Programm zu verbessern. Benutze dazu die neuen Bausteine

Scotties Programm: Dein Programm:

Start

Nach rechts drehen

Schritt 2

Nach links drehen

Schritt 2

Aufheben

Nach rechts drehen

Schritt 3

Aufheben

Ende


X

Hausaufgabe 2

1. Manchmal tauchen mehrere verschiedene Schleifen auf, die verschachtelt werden.

Lies dir die Scotties Erklärung durch und schau dir an, wie das geht.

2. Versuche zu dem Level eine Programmskizze zu entwickeln. Nutze dazu die verschach-

telten Schleifen.


XI

Erwartungshorizonte Die Erwartungshorizonte zu den einzelnen Phasen und Aufgaben sollen als Orientierungspunkte für die

Lehrkraft dienen. Anhand dieser soll erkennbar werden, ob die SuS ihre Kompetenzen nutzen, um die Auf-

gaben zu lösen und den Zielen der Stunde näher kommen. Sie sind im groben nachvollziehbar für die Lehr-

kraft, besonders wenn sie sich im Nachhinein die Fortschritte (in der App und auf den ABs) anschaut.

Alle Lösungen und Erwartungen stellen Möglichkeiten und Ideen dar, die von den SuS gefordert werden

können. Diese müssen jedoch an die Klassensituation, etc. individuell angepasst werden.

Einstieg

- Die SuS erkennen, dass die Lehrperson dieselbe Handlung oft hintereinander programmiert hat

- Sie können aus vergangenen Sitzungen die Bausteine den passenden Handlungen zuordnen

- Sie weisen darauf hin, dass das Programm viele Zeilen erhält

- Erkennen, dass es unübersichtlich ist, man viele Bausteine braucht, das Legen, etc. lange dauern

kann

- Sie überlegen, dass dies einfacher gehen kann Baustein für wiederholte Handlungen

- Helfen, die Forscherfrage zu formulieren (z.B. Gibt es eine Möglichkeit Programmierungen in Scot-

tie Go! zu verkürzen? Muss ich für jede Bewegung von Scottie eine eigene Programmzeile schrei-

ben?


XII

Erarbeitungsphase 1

Arbeitsblatt 1

- Die SuS registrieren, dass Schleifen dazu da sind, lange Programme zu verkürzen und nicht immer

die gleichen Befehle aneinander zu reihen.

- Sie verstehen, dass Schleife und Wiederholung synonym benutzt werden kann

- Sie bekommen einen ersten Eindruck, wie Schleifen in Programme einzubauen sind und dass alle

wiederholten Handlungen zwischen dem Anfangs- und dem Endblock zu positionieren sind

- Die SuS setzen die Schleifen aus der Programmiersprache mit Alltagssituationen in Verbindung

Arbeitsblatt 2

- Die SuS erkennen, dass Scottie seine Handlungen 2 mal wiederholt, evtl. makieren sie dies zusätz-

lich im Bild

- Sie beschreiben den Handlungsablauf z.B. so: „Nach dem Start macht Scottie 2 Schritte, hebt auf,

macht 2 Schritte, hebt auf, Ende des Programms“ oder Start Schritt 2 aufheben Schritt 2

aufheben Ende“

- Die SuS müssen auch die Bausteine Start und Ende benutzen, um sich daran zu gewöhnen, dass ein

Computer nur dann auf die Programmierung reagiert

Arbeitsblatt 3

- Die Sus können die neuen Bausteine als Start- und Endblock erkennen

- Sie übertragen ihr Wissen aus dem Informationstext auf die neue Aufgabe sie sehen, dass alle

Handlungen von Scottie einmal wiederholt werden und überlegen, wie sie die Schleife einbauen kön-

nen

- Sie entwickeln eine Programmskizze z.B. so: Start Wiederholen 2 Schritt 2 aufheben Ende

der Schleife oder Bedingung Ende

Es gibt Handlungen, die sich sehr oft in genau der gleichen Reihenfolge wiederho-

len. Denk doch mal an deinen Schultag. Du kommst morgens in deine Klasse, hast 2

Stunden Unterricht, Pause, Frühstückspause, 2 Stunden Unterricht, Pause, 2 Stun-

den Unterricht und Schulschluss. Das wiederholt sich jede Woche 5 mal. Stell dir

mal vor du musst deine Schulwoche für ein Spiel programmieren. Für einen Tag

brauchst du 8 Blöcke. Jetzt stell dir vor, du müsstest diese 8 Blöcke immer wieder

aneinander reihen. Kannst du dir vorstellen, wie viele Programmierreihen das wä-

ren?

Umso eine lange Kette zu vermeiden, benutzt man in der Informatik sogenannte

Schleifen. Schleifen sorgen dafür, dass Programmreihen wiederholt werden kön-

nen. Sie können so die Programmierung verkürzen und vereinfachen. Wichtig ist,

dass sich alles, was wiederholt werden soll, in der Programmierschleife befindet.

Dies zu erreichen ist einfach, denn du benutzt einen Anfangsblock deiner Schleife

und einen Endblock. Alles was sich dazwischen befindet, wird so oft wiederholt, wie

du es programmiert hast und ein neuer Befehl auftaucht. Alles was nicht wiederholt

werden muss, programmierst du außerhalb der Schleifte. Auch Scottie muss

manchmal die gleiche Handlung mehrmals hintereinander ausführen. Finde nun her-

aus, wie du ihn programmieren musst.


XIII

- Sie bemerken einen Unterschied zur vorigen Art das Programm zu verschriftlichen (Unterschied in

Länge hier nicht gegeben, Level muss aber gewählt werden, da es das 1. Des neuen Moduls ist und

als Grundlage dient)

- Die SuS übertragen die Skizze auf die Bausteine und legen diese

- Sie können das Level eigenständig öffnen, spielen, ggf. lösen (App bietet zusätzliche Erklärung vor

Levelstart) und überprüfen

Zwischenreflexion

- Die SuS haben weitestgehend verstanden, wie sie die folgenden Level der App lösen können und

welche Bedingungen sie erfüllen sollen

- Sie zeigen/äußern erste Eindrücke zum Thema

- Die SuS fühlen sich in der Lage die folgende Erarbeitungsphase ohne viel Hilfe in den Gruppen zu

bewältigen

Erarbeitungsphase 2

- Die SuS erarbeiten sich eigenständig die Programmierweise von Schleifen anhand des Spiels und der

App

- Sie verwenden ihre Kompetenzen in Scottie Go! und dem Umgang mit Tablets, um die Level im ei-

genen Tempo zu lösen und die Lösungen festzuhalten

- Sie denken über Korrekturmöglichkeiten ihrer Programme selbstständig nach, falls Fehler auftreten

- Sie reflektieren darüber, warum ein Programm weniger als 3 Sterne bekommen hat und versuchen

diese Erkenntnisse im nächsten Level zur Verbesserung zu nutzen

Auswertung und Reflexion

- Die Gruppen stellen die Lösungen für das Level vor und erklären warum sie es so gelöst haben. Sie

erörtern in dem Zusammenhang die Funktion der benutzten Steine und beschreiben auch warum sie

sich für diese Lösung entschieden haben, sie können auch auf Schwierigkeiten eingehen, die auftra-

ten

- Die SuS sprechen gemeinsam über die verschiedenen Ergebnisse und Programme die sie zu Level 3

(kann variieren) gefunden haben und vergleichen diese

- Sie überlegen gemeinsam, wie sie die Forscherfrage unter Verwendung von Fachtermini beantworten

können und machen sich dazu Notizen

- Die Kinder versuchen die Funktion von Schleifen mit eigenen Worten zu beschreiben

- Jedes Kind beteiligt sich in der Diskussion

Ergebnissicherung

- Die SuS können auf die Frage „Kann jemand das Programm denn jetzt einmal anders und kürzer dar-

stellen?“ eine positive Antwort geben

- Die SuS können die zu Stundenbeginn angefertigte Programmierung vereinfachen und verbessern,

z.B. so


XIV

- Jedes Kind könnte das Programm als Roboter durchführen und die wesentlichen Unterschiede zwi-

schen dem Programm der Einführung und der Sicherung, z.B.: Länge und Anzahl der Programmzei-

len, schneller, weniger Bausteine notwendig, ordentlicher, übersichtlicher, etc. nennen

- Sie formulieren (gemeinsam) eine Antwort auf die Forscherfrage, z.B. „Nein, man braucht nicht für

jede einzelne Handlung von Scottie eine eigene Programmierzeile. Man kann Schleifen einbauen, die

angeben, wie oft er eine Reihenfolge an Handlungen wiederholen soll. Dabei müssen alle Bausteine,

die er wiederholt, zwischen dem Anfangs- und dem Endbaustein der Schleife liegen. Mit Hilfe von

Schleifen können wir Programme verkürzen und übersichtlicher darstellen.“

- Weitere Anregungen können sein: „Ich kann schneller programmieren“, „ich brauche weniger Bau-

steine“, „Ich muss keine Zahlen durch Matheaufgaben darstellen“, „Man muss ein bisschen kompli-

zierter denken, weil man nicht alle Schritte nacheinander programmiert“, „man vergisst weniger

Zwischenschritte und macht weniger Fehler“ etc.

Hausaufgabe 1 (Schüler, die in der Stunde das Level noch nicht gelöst haben, Schleifen rekapitulieren

wollen, noch etwas unsicher sind)

- mögliche Lösung (Alternativen in der Formulierung des korrigierten Programms möglich)

Start

Nach rechts drehen

Schritt 2

Nach links drehen

Schritt 2

Aufheben

Nach rechts drehen

Schritt 3

Aufheben

Ende

Start

Nach rechts drehen

Wiederholen- 3

Schritt 2

Nach links drehen

Aufheben

Ende der Schleife oder Bedingung

Ende


XV

Hausaufgabe 2 (für Kinder, die in der Zeit schon bis zur verschachtelten Schleife gekommen in Level 7 aus

Modul 3 sind und/oder einen sicheren Umgang in der Programmierung on while-Schleifen zeigen)

- mögliche Skizze für optimale Lösung: Start Wiederholen 3 Wiederholen 2 Schritt 2 Auf-

heben Ende der Schleife oder Bedingung nach rechts drehen Ender Schleife oder Bedin-

gung Ende

- Aufgabe ohne Möglichkeit das Programm auszuprobieren sehr abstrakt und schwierig

Gedanken zu möglichen Lösungsansätzen gut, wichtig ist, dass mind. 2 mal die Steine zur Wieder-

holung eingebaut wurden

- Ansätze gut wie: „Scottie muss sich immer nach rechts drehen, wenn er 2 mal 2 Schritte gemacht

und dann was aufgehoben hat“, „wiederholt Schritt 2 Aufheben Schritt 2 Aufheben insgesamt

3 mal“, „man braucht 2 Sequenzen, eine mit 3 Wiederholungen, eine mit 2 Wiederholungen“, etc.

- SuS erkennen die Handlungen der verschiedenen Schleifen


XVI

Versicherung

„Ich versichere, dass ich den Unterrichtsentwurf eigenständig verfasst, keine anderen Quellen und Hilfsmittel

als die angegebenen benutzt und die Stellen des Unterrichtsentwurfs, die anderen Werken dem Wortlaut oder

Sinn entnommen worden sind, in jedem einzelnen Fall unter Angabe der Quelle als Entlehnung kenntlich

gemacht habe. Das Gleiche gilt auch für beigegebene Zeichnungen, Kartenskizzen und Darstellungen. Anfang

und Ende von wörtlichen Textübernahmen habe ich durch An- und Abführungszeichen, sinngemäße Über-

nahmen durch direkten Verweis auf die Verfasserin oder den Verfasser gekennzeichnet.“

Münster, 29.08.2019

Ort, Datum Unterschrift

Verwertungsrechte

„Ich erkläre mich damit einverstanden, dass der von mir verfasste Unterrichtsentwurf durch den Arbeitsbe-

reich Didaktik der Informatik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster verwertet werden darf. Dazu

gehören die Nutzung und/oder die Veränderung in zukünftigen Lehrveranstaltungen sowie für zukünftige di-

gitale und/oder gedruckte Veröffentlichungen.

Dabei soll folgende Einschränkung gelten (bitte ankreuzen):

Der Unterrichtsentwurf soll anonymisiert werden (Vor- und Nachname).“

Die folgenden Daten werden unabhängig von dieser Einschränkung grundsätzlich aus dem Do-

kument entfernt: E-Mail-Adresse, Anschrift und Matrikelnummer.

Münster, 29.08.2019

Ort, Datum Unterschrift

Schriftlicher Unterrichtsentwurf am Arbeitsbereich …...Die SuS lernen Schleifen in Scottie Go! zu...

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